أخبار

يتم بناء الزخم من أجل الترابط النحاسي الهجين ، وهي تقنية يمكن أن تمهد الطريق نحو الجيل التالي من حزم 2.5D و 3D.

تعمل المسابك وبائعي المعدات ومنظمات البحث والتطوير وغيرها على تطوير روابط هجينة نحاسية ، وهي عملية تتراكم وتجمع السندات باستخدام الوصلات البينية من النحاس إلى النحاس في حزم متقدمة.لا يزال في البحث والتطوير ، يوفر الترابط الهجين للتعبئة مزيدًا من النطاق الترددي مع طاقة أقل من الطرق الحالية للتكديس والترابط.لكن الترابط الهجين أكثر صعوبة في التنفيذ.بالإضافة إلى ذلك ، قد تمتد التقنيات الحالية إلى أبعد من المتوقع ، مما يؤدي إلى دفع نقطة الإدراج للربط الهجين.

الترابط النحاسي الهجين ليس جديدًا.بدءًا من عام 2016 ، بدأ بائعو مستشعرات الصور CMOS في شحن المنتجات باستخدام تقنية الربط الهجين من رقاقة إلى رقاقة.لهذا ، يقوم البائع بمعالجة رقاقة منطقية.بعد ذلك ، يقوم البائع بمعالجة رقاقة منفصلة باستخدام وحدات البكسل.يتم ربط الرقاقة باستخدام وصلات نحاسية نحاسية ذات درجة رفيعة.يتم تقطيع الرقائق الفردية على الرقاقة ، لتشكيل مستشعرات صورة CMOS.

يعمل الترابط الهجين بنفس الطريقة تقريبًا للتغليف المتقدم ، لكنه أكثر تعقيدًا.يعمل البائعون على شكل مختلف يسمى الترابط من القالب إلى الرقاقة ، حيث تقوم بالتكديس وتموت الرابطة على وسيط أو تموت آخر.قال ستيفن هيبرت ، مدير أول للتسويق في KLA: "إننا نشهد زخمًا قويًا في الصناعة لتطوير روابط هجينة من قالب إلى رقاقة"."تتمثل الفوائد الرئيسية للربط الهجين من قالب إلى رقاقة في تمكينه من التكامل غير المتجانس للرقائق ذات الأحجام المختلفة."

يأخذ هذا الإصدار التغليف المتقدم إلى المستوى التالي.في أحد الأمثلة على العبوات المتقدمة اليوم ، يمكن للبائعين دمج مكدس DRAM متعدد القوالب في حزمة ، وتوصيل القوالب باستخدام أنظمة الربط البيني الحالية.من خلال الترابط الهجين ، يتم توصيل ذاكرة DRAM باستخدام وصلات نحاسية رفيعة المستوى من النحاس إلى النحاس ، مما يتيح مزيدًا من عرض النطاق الترددي.يمكن استخدام هذا الأسلوب أيضًا لمنطق متقدم حول تكديس الذاكرة والتركيبات الأخرى.

قال Guilian Gao ، المهندس المتميز في Xperi ، في عرض تقديمي حديث: "إنه يحتوي على إمكانات للعديد من التطبيقات المختلفة"."تتضمن التطبيقات النموذجية 3D DRAM والتكامل غير المتجانسة وتجزئة الشرائح."

ومع ذلك ، فهي عملية صعبة.يتطلب الترابط الهجين من القالب إلى الرقاقة قالبًا أصليًا ومعدات متطورة وخطط تكامل خالية من العيوب.ولكن إذا تمكن البائعون من جعلها تعمل ، فقد تكون التكنولوجيا خيارًا جذابًا لتصميمات الشرائح المتقدمة.

تقليديًا ، لتطوير التصميم ، تطور الصناعة نظامًا على شريحة (SoC) ، حيث تقوم بتقليص الوظائف المختلفة في كل عقدة وتعبئتها في قالب متجانسة.لكن هذا النهج أصبح أكثر تعقيدًا وتكلفة في كل عقدة.بينما سيستمر البعض في اتباع هذا المسار ، يبحث الكثيرون عن بدائل.تتمثل إحدى طرق الحصول على فوائد القياس في تجميع شرائح معقدة في حزمة تقليدية متقدمة.يعد التغليف المتقدم باستخدام الترابط الهجين خيارًا آخر.

تعمل كل من GlobalFoundries و Intel و Samsung و TSMC و UMC على الربط النحاسي الهجين للتغليف.وكذلك Imec و Leti.بالإضافة إلى ذلك ، تعمل Xperi على تطوير نسخة من الترابط الهجين.Xperi ترخص التكنولوجيا للآخرين.

 

العديد من خيارات التعبئة والتغليف
هناك عدد من أنواع حزم IC في السوق.تتمثل إحدى طرق تقسيم سوق التعبئة والتغليف في نوع التوصيل البيني ، والذي يتضمن تغليفًا سلكيًا ورقاقة ورقية وتعبئة على مستوى رقاقة (WLP) وشرائح من خلال السيليكون (TSVs)تُستخدم الوصلات البينية لتوصيل قالب واحد بآخر في حزم.تتمتع TSVs بأعلى عدد من عمليات الإدخال / الإخراج ، تليها WLP ، و flip-chip ، و wirebond.الترابط الهجين ، الوافد الجديد المتصل ، لديه كثافة أعلى من TSVs.

حوالي 75٪ إلى 80٪ من حزم اليوم تعتمد على ربط الأسلاك ، وفقًا لـ TechSearch.يقوم جهاز تثبيت الأسلاك بتجميع شريحة واحدة على شريحة أو ركيزة أخرى باستخدام أسلاك صغيرة.يتم استخدام ربط الأسلاك لحزم السلع وتكديس قوالب الذاكرة.

في الرقاقة القلابة ، يتشكل بحر من نتوءات اللحام الأكبر ، أو المطبات والأعمدة النحاسية الصغيرة ، فوق رقاقة باستخدام خطوات معالجة مختلفة.ثم يتم قلب الجهاز وتركيبه على لوح أو قالب منفصل.تهبط المطبات على منصات نحاسية ، وتشكل توصيلًا كهربائيًا.يتم لصق القوالب باستخدام نظام يسمى ببوندر الرقاقة.

في غضون ذلك ، تقوم WLP بتعبئة القوالب أثناء وضعها على رقاقة.Fan-out هو نوع WLP واحد.قال كليف ماكولد: "(التعبئة على مستوى الرقاقة) تمكننا من عمل اتصالات ثنائية الأبعاد أصغر تعيد توزيع ناتج قالب السيليكون إلى مساحة أكبر ، مما يتيح كثافة إدخال / إخراج أعلى وعرض نطاق ترددي أعلى وأداء أعلى للأجهزة الحديثة". عالم أبحاث في Veeco ، في عرض تقديمي في ECTC.

وفي الوقت نفسه ، يتم استخدام TSVs في حزم 2.5D / 3D المتطورة.في 2.5D ، يتم تكديس القوالب على وسيط ، والذي يتضمن TSVs.يعمل الوسيط كجسر بين الرقائق واللوحة ، مما يوفر مزيدًا من I / Os وعرض النطاق الترددي.

هناك إصدارات مختلفة من حزم 2.5D و 3D.ذاكرة النطاق الترددي العالي (HBM) ، التي تجمع ذاكرة DRAM تموت على بعضها البعض ، هي نوع واحد من حزم البيانات ثلاثية الأبعاد.المنطق التراكمي على المنطق ، أو المنطق على الذاكرة ، آخذ في الظهور."المنطق على التراص المنطقي لا يزال غير منتشر.قال رامون ناجيسيتي ، مدير العمليات وتكامل المنتج في شركة إنتل ، "المنطق على الذاكرة هو شيء يتم طرحه في المستقبل".

في التعبئة والتغليف ، أحدث كلمة رنانة هي chiplets.Chiplets ليست نوع تغليف ، في حد ذاته.مع chiplets ، قد يكون لدى صانع الرقائق قائمة بالقوالب المعيارية ، أو chiplets ، في مكتبة.يمكن للعملاء مزج ومطابقة chiplets وربطها باستخدام مخطط ربط يموت يموت في حزمة.

يمكن أن تتواجد Chiplets في نوع حزمة موجود أو بنية جديدة.قال والتر نج ، نائب رئيس تطوير الأعمال في UMC ، "إنها منهجية معمارية"."إنها تعمل على تحسين حل السيليكون للمهمة المطلوبة.كل هؤلاء لديهم اعتبارات تتعلق بالأداء ، سواء كانت السرعة أو الحرارة أو القوة.كما أن لها عامل تكلفة ، اعتمادًا على النهج الذي تتبعه ".

بالنسبة لحزم 2.5D و 3D الأكثر تقدمًا اليوم ، يستخدم البائعون مخططات الربط البيني الحالية وسندات الويفر.في هذه العبوات ، يتم تكديس القوالب وتوصيلها باستخدام مضخات وأعمدة نحاسية.استنادًا إلى مواد اللحام ، توفر المطبات والأعمدة توصيلات كهربائية صغيرة وسريعة بين الأجهزة المختلفة.

المضخات / الأعمدة الأكثر تقدمًا هي هياكل صغيرة مع 40 ميكرومتر إلى 36 ميكرومتر.يشير الملعب إلى مساحة معينة.يتضمن الملعب 40 ميكرومتر عمود نحاسي بحجم 25 ميكرون بمسافة 15 ميكرومتر.

بالنسبة لمتطلبات الملعب الدقيقة ، تستخدم الصناعة رابطة الضغط الحراري (TCB).يلتقط بوندر TCB نردًا ويقوم بمحاذاة النتوءات مع تلك الموجودة في نرد آخر.يربط النتوءات باستخدام القوة والحرارة.

ومع ذلك ، فإن TCB ​​عملية بطيئة.علاوة على ذلك ، تقترب المطبات / الأعمدة النحاسية من حدودها المادية.يعتقد البعض أن الحد الأقصى هو حوالي 20 ميكرومتر.

يحاول البعض تمديد الملعب.تقوم شركة Imec بتطوير تقنية تتيح لمرات الارتطام 10 ميكرومتر باستخدام TCB اليوم.7μm و 5μm في البحث والتطوير.

تحتوي ملاعب الارتطام الحالية البالغة 40 ميكرون على مواد لحام كافية للتعويض عن الاختلافات في التدفق."عند التحجيم إلى 10 ميكرومتر وأقل من ذلك ، لم يعد هذا هو الحال.قال جابر دراخشانده ، كبير العلماء في Imec ، في ورقة بحثية في مؤتمر ECTC الأخير.

لتوسيع المضخة الدقيقة ، طورت شركة Imec عملية مباعدة معدنية.كما كان من قبل ، لا تزال تتشكل الميكروبات على القالب.في عملية Imec ، تتشكل أيضًا مضخات معدنية وهمية على القالب.تشبه النتوءات الوهمية الحزم الصغيرة التي تمسك الهيكل.

"يتم تقديم مضخة صغيرة ذات مباعدة معدنية وهمية للتكديس ثلاثي الأبعاد من القالب إلى الرقاقة للتخفيف من خطأ إمالة أداة TCB وللتحكم في تشوه اللحام ، بحيث تكون المقاومة الكهربائية وجودة تكوين الوصلات متماثلة في المواقع المختلفة للربط قال دراخشاندة.

ما هو الترابط الهجين؟
في مرحلة ما ، قد ينفد البخار من المضخات / الأعمدة و TCB.هذا هو المكان الذي تتناسب فيه الرابطة النحاسية الهجينة. ومن المتوقع أن يتم إدخالها بعد أن تضرب تقنية microbump على الحائط ، أو حتى قبل ذلك.

لن تختفي المضخات الصغيرة في أي وقت قريبًا.سيكون لكل من التقنيات - المضخات الصغيرة والربط الهجين - مكان في السوق.هذا يعتمد على التطبيق.

ومع ذلك ، فإن الترابط الهجين يكتسب قوة.TSMC ، أكثر المؤيدين صوتًا ، يعمل على تقنية تسمى النظام على الرقاقة المتكاملة (SoIC).باستخدام الترابط الهجين ، تتيح تقنية SoIC من TSMC درجات الترابط التي تقل عن 10 ميكرومتر.يقال أن SoIC لديها 0.25X خطوة الوسادة فوق المخططات الحالية.يتيح الإصدار عالي الكثافة سرعة اتصال تزيد عن 10 مرات من شريحة إلى شريحة مع ما يقرب من 20000 مرة من كثافة عرض النطاق الترددي و 20 ضعفًا في كفاءة الطاقة.

من المقرر إنتاجه في عام 2021 ، يمكن لـ SoIC تمكين مكعبات ذاكرة HBM و SRAM بدقة الملعب ، بالإضافة إلى هياكل شرائح تشبه ثلاثية الأبعاد.قال MF Chen ، الباحث في TSMC ، في ورقة بحثية حديثة ، مقارنة بـ HBMs اليوم ، "يمكن لمكعبات ذاكرة DRAM المدمجة في SoIC أن توفر كثافة ذاكرة أعلى وعرض نطاق ترددي وكفاءة طاقة أعلى".

تقوم شركة TSMC بتطوير الترابط الهجين من رقاقة إلى رقاقة.ربط الرقاقة بحد ذاته ليس جديدًا وقد تم استخدامه في النظم الكهروميكانيكية الصغرى (MEMS) والتطبيقات الأخرى لسنوات.هناك أنواع مختلفة من الترابط.قال شياو ليو ، الكيميائي البحثي الأول في شركة Brewer Science ، في عرض تقديمي: "يعتمد تصنيع وتعبئة الأنظمة الإلكترونية الدقيقة والكهروميكانيكية الدقيقة على الترابط بين ركيزتين أو رقائق"."في عمليات تصنيع النظام الكهروميكانيكي الدقيق (MEMS) ، سيتم ربط رقاقة الجهاز برقاقة أخرى لحماية هيكل MEMS الحساس.تقنيات الترابط المباشر مثل الترابط الانصهار والترابط الأنوديك أو تقنيات الترابط غير المباشرة مثل سهولة الانصهار المعدني والترابط الحراري والربط اللاصق هي طرق شائعة الاستخدام لخدمة صناعة الإلكترونيات الدقيقة.يسمح استخدام مادة لاصقة للترابط كوسيط بين ركيزتين بالمعالجة المرنة مع العديد من المزايا ".

ظهرت الرابطة النحاسية الهجينة لأول مرة في عام 2016 ، عندما استخدمت سوني تقنية مستشعرات الصور CMOS.قامت شركة Sony بترخيص التقنية من Ziptronix ، التي أصبحت الآن جزءًا من Xperi.

بالنسبة لهذا التطبيق ، تسمى تقنية Xperi Direct Bond Interconnect (DBI).يتم إجراء DBI في فاب تقليدي ، ويتضمن عملية ربط رقاقة إلى رقاقة.أثناء التدفق ، تتم معالجة رقاقة ثم يتم غلق الوسادات المعدنية على السطح.السطح مستوٍ ثم يتم تنشيطه.

رقاقة منفصلة تخضع لعملية مماثلة.يتم لصق الرقائق باستخدام عملية من خطوتين.إنها رابطة عازلة إلى عازلة ، تليها وصلة من معدن إلى معدن.

قال Thomas Uhrmann ، مدير تطوير الأعمال في EV Group: "بشكل عام ، تعتبر الرقاقة هي الطريقة المفضلة لتصنيع الأجهزة ، حيث تظل الرقاقات في بيئة fab الأمامية أثناء تدفق العملية بالكامل"."في هذه الحالة ، يواجه إعداد الرقاقة للربط الهجين تحديات متعددة في قواعد تصميم الواجهة ، والنظافة ، واختيار المواد جنبًا إلى جنب مع التنشيط والمحاذاة.أي جسيم على سطح الأكسيد يقدم فراغًا أكبر من حجم الجسيم بما يتراوح بين 100 إلى 1000 مرة ".

ومع ذلك ، فقد تم إثبات هذه التقنية لأجهزة استشعار الصور.الآن ، هناك أجهزة أخرى قيد الإعداد.قال أورمان: "من المخطط أن تتبع المزيد من الأجهزة ، مثل ذاكرة SRAM المكدسة حتى يموت المعالج".

الترابط الهجين للتغليف
من أجل تغليف الرقائق المتقدم ، تعمل الصناعة أيضًا على الربط النحاسي الهجين من يموت إلى رقاقة ويموت.يتضمن هذا تكديس القالب على رقاقة ، أو يموت على متدخل ، أو يموت على قالب.

هذا أكثر صعوبة من ربط الرقاقة.قال أورمان: "بالنسبة للربط الهجين من قالب إلى رقاقة ، فإن البنية التحتية للتعامل مع القوالب بدون إضافات الجسيمات ، فضلاً عن القدرة على الترابط ، تصبح تحديًا كبيرًا"."بينما يمكن نسخ تصميم الواجهة والمعالجة المسبقة لمستوى القالب و / أو تكييفه من مستوى الرقاقة ، إلا أن هناك تحديات متعددة تنشأ في معالجة القالب.عادةً ، يجب تكييف العمليات الخلفية ، مثل التكعيب ، والتعامل مع القالب ، ونقل القالب على إطار الفيلم ، مع مستويات النظافة الأمامية ، مما يسمح بإنتاجية عالية من الترابط على مستوى القالب.

قال أورمان: "رقاقة إلى رقاقة تعمل بشكل جيد"."عندما أنظر إلى العمل الهندسي وأرى إلى أين يسير تطوير الأداة (من رقاقة إلى رقاقة) ، إنها مهمة تكامل معقدة للغاية.يدفع أشخاص مثل TSMC الصناعة.لذلك سوف نراه.في الإنتاج ، سيكون بيان المرفأ الأكثر أمانًا في مكان ما في عام 2022 أو 2023. ومن المحتمل أن يكون ذلك قبل ذلك بقليل ".

يختلف الترابط الهجين للتغليف من نواحٍ أخرى.تقليديا ، يتم إجراء تغليف IC في OSAT أو دار التعبئة والتغليف.في الترابط النحاسي الهجين ، يتم إجراء العملية داخل غرفة الأبحاث في فاب رقاقة ، وليس OSAT.

على عكس العبوات التقليدية ، التي تتعامل مع عيوب بحجم ميكرومتر ، فإن الترابط الهجين حساس للعيوب الصغيرة على نطاق نانومتر.مطلوب غرفة نظيفة من الدرجة الممتازة لمنع العيوب الصغيرة من تعطيل العملية.

السيطرة على الخلل أمر بالغ الأهمية هنا."نظرًا لأن عمليات التعبئة والتغليف المتقدمة تزداد تعقيدًا وتزايد حجم الميزات المتضمنة بشكل متزايد ، تستمر الحاجة إلى التحكم الفعال في العملية في النمو.قال تيم سكونيز ، نائب رئيس البحث والتطوير في CyberOptics ، إن تكلفة الفشل مرتفعة نظرًا لاستخدام هذه العمليات باهظة الثمن ومعروفة."بين المكونات ، هناك مطبات لعمل التوصيلات الكهربائية الرأسية.يعد التحكم في ارتفاع النتوء والتكامل المشترك أمرًا حيويًا لضمان التوصيلات الموثوقة بين المكونات المكدسة ".

في الواقع ، يعتبر الموت الجيد المعروف (KGD) أمرًا بالغ الأهمية.KGD عبارة عن جزء غير معبأ أو قالب مكشوف يلبي مواصفات معينة.بدون KGD ، قد تعاني الحزمة من عوائد منخفضة أو ستفشل.

KGD مهم لمنازل التعبئة والتغليف."نتلقى القوالب العارية ونضعها في العبوة لتقديم منتج ذي وظائف.قال Lihong Cao ، مدير الهندسة والتسويق الفني في ASE ، في حدث أقيم مؤخرًا ، "يطلب الناس منا توفير عوائد عالية جدًا"."فيما يتعلق بالموت الجيد المعروف ، نريد اختباره بالكامل مع وظائف جيدة.نريده أن يكون 100٪ ".

ومع ذلك ، فإن تدفق الترابط الهجين من القالب إلى الرقاقة يشبه عملية الرقاقة إلى الرقاقة.الاختلاف الكبير هو أن الرقائق يتم تقطيعها إلى مكعبات وتكديسها على أدوات مداخلة أو قوالب أخرى باستخدام روابط تقليب عالية السرعة.

 

تبدأ العملية بأكملها في المصنع ، حيث تتم معالجة الرقائق على رقاقة باستخدام معدات مختلفة.يُطلق على هذا الجزء من fab اسم الواجهة الأمامية للخط (FEOL).في الترابط الهجين ، تتم معالجة رقاقات أو أكثر أثناء التدفق.

بعد ذلك ، يتم شحن الرقائق إلى جزء منفصل من القالب يسمى الواجهة الخلفية للخط (BEOL).باستخدام معدات مختلفة ، تخضع الرقاقات لعملية دمشقية واحدة في BEOL.

العملية الدمشقية المنفردة هي تقنية ناضجة.بشكل أساسي ، يتم ترسيب مادة أكسيد على الرقاقة.فيا صغيرة منقوشة ومحفورة في مادة الأكسيد.تمتلئ الأنابيب بالنحاس باستخدام عملية الترسيب.

وهذا بدوره يشكل روابط أو وسادات نحاسية على سطح الرقائق.الوسادات النحاسية كبيرة نسبيًا ، قياسها على مقياس ميكرومتر.تشبه هذه العملية إلى حد ما إنتاج الرقائق المتقدم اليوم في صناعة التصنيع العسكري.بالنسبة للرقائق المتقدمة ، فإن الاختلاف الكبير هو أن الوصلات النحاسية تقاس بالمقياس النانوي.

هذه فقط بداية العملية.هنا تبدأ عملية الترابط النحاسي الهجين الجديدة من Xperi.يستخدم البعض الآخر تدفقات متشابهة أو مختلفة قليلاً.

تتمثل الخطوة الأولى في عملية Xperi في تلميع سطح الرقائق باستخدام التلميع الميكانيكي الكيميائي (CMP).يتم إجراء CMP في نظام يقوم بتلميع السطح باستخدام القوى الكيميائية والميكانيكية.

أثناء العملية ، يتم غلق الوسادات النحاسية قليلاً على سطح الرقاقة.الهدف هو الحصول على عطلة ضحلة وموحدة ، مما يتيح عوائد جيدة.

CMP عملية صعبة.إذا كان السطح مصقولًا بشكل مفرط ، فإن التجويف النحاسي يصبح كبيرًا جدًا.قد لا تنضم بعض الفوط أثناء عملية الترابط.إذا كانت بقايا النحاس غير مصقولة جيدًا ، يمكن أن تخلق قصورًا كهربائيًا.

هل هناك حل.طورت Xperi قدرات 200 مم و 300 مم CMP.قالت Laura Mirkarimi ، نائبة رئيس قسم الهندسة في Xperi: "لقد تطورت تقنية CMP بشكل كبير في العقد الماضي من خلال الابتكار حول تصميم المعدات وخيارات الملاط والشاشات أثناء العملية لتمكين العمليات القابلة للتكرار والقوية مع التحكم الدقيق".

بعد ذلك ، تخضع الرقاقات لخطوة قياس ، والتي تقيس تضاريس السطح وتميزها.يتم استخدام مجهر القوة الذرية (AFM) وأدوات أخرى لتوصيف السطح.يستخدم AFM مسبارًا صغيرًا لتمكين القياسات في الهياكل.بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام أنظمة فحص بسكويت الويفر أيضًا.

هذا جزء مهم من العملية.قال هيبرت من KLA: "بالنسبة للرابط الهجين ، يجب قياس المظهر الجانبي لسطح الرقاقة بعد تكوين الوسادة الدمشقية بدقة دون نانومتر للتأكد من أن الوسادات النحاسية تفي بمتطلبات العطلة أو النتوء"."تشمل تحديات العملية الرئيسية للربط النحاسي الهجين التحكم في عيوب السطح لمنع الفراغات ، والتحكم في المظهر الجانبي للسطح على مستوى النانومتر لدعم تلامس الوسادة الهجين القوي ، والتحكم في محاذاة الوسادات النحاسية على القالب العلوي والسفلي.عندما تصبح ملاعب السندات الهجينة أصغر حجمًا ، على سبيل المثال ، أقل من 2 ميكرومتر في التدفقات من الرقاقة إلى الرقاقة أو أقل من 10 ميكرومتر في التدفقات من القالب إلى الرقاقة ، تصبح هذه العيوب السطحية ، والمظهر الجانبي للسطح ، وتحديات محاذاة الوسادة أكثر أهمية. "

قد لا يكون هذا كافيا.في مرحلة ما خلال هذا التدفق ، قد يفكر البعض في خطوة التحقيق.قالت إيمي ليونج ، نائب الرئيس الأول في FormFactor: "كان يُنظر تقليديًا إلى الفحص المباشر على منصات نحاسية أو نتوءات نحاسية على أنها مستحيلة"."الشاغل الرئيسي هو كيفية إجراء اتصال كهربائي ثابت بين أطراف المجس والمطبات."

لهذا الغرض ، طورت FormFactor تصميم طرف مسبار قائم على نظام MEMS ، أطلق عليه اسم Skate.إلى جانب قوة التلامس المنخفضة ، يخترق الطرف برفق طبقة الأكسدة لإجراء اتصال كهربائي مع النتوءات.

المزيد من الخطوات
بعد خطوة القياس ، تخضع الرقاقات لعملية تنظيف وتحمية.يتم إجراء خطوة التلدين على دفعات مع كومة من الرقائق مع القوالب في الأعلى.

بعد ذلك ، يتم تقطيع الرقائق إلى مكعبات باستخدام شفرة أو نظام تقطيع خفي بالليزر.هذا ، بدوره ، يخلق قوالب فردية للتغليف.عملية الفردي يموت صعبة.يمكن أن تولد الجسيمات والملوثات وعيوب الحواف.

قال هيبرت من KLA: "بالنسبة للربط الهجين من القالب إلى الرقاقة ، فإن تقطيع الرقائق ومعالجة القالب يضيف مصادر إضافية لتوليد الجسيمات ، والتي يجب إدارتها"."تقطيع البلازما قيد الاستكشاف لخطط الربط الهجين من القالب إلى الرقاقة نظرًا لمستويات تلوث الجسيمات الأقل بكثير."

خطوة الترابط هي التالية.في العملية ، سوف يختار حامل الرقاقة القلاب القالب مباشرة من إطار التكعيب.بعد ذلك ، سيضع النظام القالب على رقاقة مضيفة أو نرد آخر.يتم ربط الهيكلين على الفور في درجات حرارة الغرفة.في الترابط النحاسي الهجين ، يتم ربط الرقائق أو الرقائق باستخدام رابطة عازلة إلى عازلة للكهرباء ، متبوعة بتوصيل من معدن إلى معدن.

تقدم هذه العملية بعض التحديات ، وهي دقة المحاذاة للسندات.في بعض الحالات ، تكون دقة المحاذاة في حدود عدة ميكرونات.الصناعة تريد قدرات دون ميكرومتر.

"في حين أن محاذاة القوالب بالإضافة إلى الإنتاجية يمثل تحديًا هندسيًا ، فقد خطت روابط القوالب بالفعل خطوة هائلة إلى الأمام.وقال أورمان من EV Group "لا يزال هناك تحدٍ يتمثل في التعامل مع القوالب بنفس مستوى النظافة على جميع السكان"."ربط رقاقة إلى رقاقة ينتقل إلى متطلبات تراكب أقل من 100 نانومتر وبالتالي فهو مؤهل للعقد المتقدمة.بالنسبة إلى يموت إلى رقاقة ، عادة ما يكون هناك اعتماد بين الدقة والإنتاجية ، حيث يتم مقايضة الدقة العالية من خلال انخفاض معدل نقل السكان.نظرًا لأن الأدوات قد تم تحسينها لعمليات الواجهة الخلفية مثل ربط اللحام والضغط الحراري ، فإن مواصفات 1 ميكرومتر كانت جيدة بما يكفي لفترة طويلة.غيّرت الرابطة الهجينة من القالب إلى الويفر تصميمات المعدات ، الناتجة عن الدقة ونظافة المعدات.يتمتع الجيل القادم من الأدوات بمواصفات أقل بكثير من دقة 500 نانومتر ".

الصناعة تستعد للسندات.في ECTC ، قدمت BE Semiconductor (Besi) النتائج الأولى لنموذج أولي جديد من رقاقة إلى رقاقة هجينة ، مع أهداف مواصفات نهائية تبلغ 200 نانومتر عند 3 σ ، وبيئة غرف الأبحاث ISO 3 مع 2000 UPH لطبقات الويفر 300 مم.

"تتكون الماكينة من منضدة الويفر المكونة (أسفل منطقة العمل) ، وطاولة الرقاقة الأساسية ، ونظامي الالتقاط والمكان المرآتين (بما في ذلك الزعنفة ، والكاميرات ، ورؤوس السندات المتحركة) التي تعمل في وقت واحد على ركيزة واحدة ورقاقة مكونة من أجل قال بيرجيت براندشتاتر ، مدير تمويل البحث والتطوير في شركة Besi ، في الصحيفة "إنتاجية مضاعفة".

تحتوي الآلة على مرحلة إدخال ، حيث يتم إدخال مجلات الركائز (المضيفات) ورقائق المكونات.تتغذى هذه في منطقة عمل الماكينة.يتم نقل الرقاقة المضيفة إلى "طاولة الركيزة".يتم نقل رقاقة المكون إلى "جدول الرقاقة" الموجود أسفل "جدول الركيزة".يتم التقاط القوالب من رقاقة المكون ووضعها على رقاقة الركيزة.

تبدأ دورة الالتقاط والمكان مع التعرف على المكونات على رقاقة المكون بكاميرا الويفر.يتم تحديد شريحة فردية ، وإخراجها بإبر القاذف ، والتقاطها باستخدام الزعنفة (إما يسارًا أو يمينًا) ، وتقلبها ، ونقلها إلى أداة الالتقاط والمكان (من الجانب المقابل) ، "قال براندستاتر."بعد ذلك ، يقوم رأس السندات بتحريك القالب فوق الكاميرا (المكونة) ذات المظهر الأعلى والتي تحدد موضع القالب الدقيق على أداة الالتقاط والمكان.بعد ذلك ، يتحرك رأس الرابطة إلى موضع الركيزة ، وتكتشف الكاميرا السفلية (لأسفل) موضع الترابط الدقيق على الركيزة.يتم إجراء محاذاة الميكرومتر الفرعي باستخدام محركات تعمل بالضغط ، ويتم استخدام المحاذاة في الموقع أثناء حركات الدقة لزيادة تحسين موضع القالب.أخيرًا ، يضع رأس السندات القالب في موضع الترابط بقوة السندات المحددة وتأخير السندات.يتم تنفيذ الدورة بالتوازي للجانب الأيسر والأيمن وتتكرر حتى يتم ملء الركيزة بالكامل. "

تقوم الماكينة تلقائيًا بتغيير الرقائق الركيزة والمكونات حسب الحاجة لتدفق الإنتاج ، وفقًا للشركة.لتحقيق دقة عالية ، تم إطلاق أجهزة جديدة للمحاذاة والبصريات من أجل محاذاة سريعة وقوية وعالية الدقة ، وفقًا للشركة.

ومع ذلك ، فإن المعركة لم تنته بعد.قد تظهر أخطاء المحاذاة.قد تظهر العيوب.كما هو الحال مع جميع الأجهزة والحزم ، من المرجح أن تخضع حزم 2.5D و 3D المستعبدة الهجين لمزيد من خطوات الاختبار والفحص.حتى مع ذلك ، يمكن أن يقتل الموت السيئ الطرد.

استنتاج
من الواضح أن الترابط الهجين هو تقنية تمكين.يمكن أن تفرخ فئة جديدة من المنتجات.

لكن سيحتاج العملاء إلى تقييم الخيارات والتعمق في التفاصيل.ليس الأمر سهلاً كما يبدو (من مارك لابيدوس)